رشته برق:پایان نامه ارشد رایگان درمورد نام تجاری، علم و تکنولوژی، انرژی شکست، مورفولوژی- فایل کامل

دانلود پایان نامه
استفاده میشود. در این میکروسکوپ، یک پرتو الکترونی مثل نور از درون نمونه عبور کرده و ساختار درونی نمونه را مشخص میکند. هنگامی که الکترونها در میکروسکوپ الکترونی عبوری از درون نمونه عبور میکنند، انرژی خود را از دست میدهند و از طرف دیگر نمونه خارج میشوند. الکترونهای خروجی دارای توزیع خاصی از انرژی هستند که مختص عنصر یا عناصر تشکیل دهنده نمونه است. پرتو الکترونی عبور کرده از نمونه، روی یک صفحه فسفری متمرکز و سپس نشان داده شده و یا برای پردازش کامپیوتری فرستاده میشود. دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری میتواند در هر زمینهای از علم و تکنولوژی که مطالعه ساختمان درونی نمونهها تا سطح اتمی موردنیاز باشد، به کار رود. ولی باید امکان پایدار ساختن نمونه و کوچک کردن آن برای وارد ساختن به ستون خلأ میکروسکوپ و نازک کردن آن برای عبور الکترونها از میان آن وجود داشته باشد. اولترامیکروتومی تکنیکی برای بریدن نمونهها به صورت برشهای فوقالعاده نازک جهت مشاهده با میکروسکوپ الکترونی عبوری است. برشها باید فوقالعاده نازک باشند، چون الکترونها با ولتاژ حدود ۱۲۰-۵۰ کیلوولت در میکروسکوپهای الکترونی استاندارد نمیتوانند از ماده ضخیمتر از ۱۵۰ نانومتر عبور کنند. در واقع برای وضوح بهتر، برشها باید حدود ۶۰-۳۰ نانومتر ضخامت داشته باشند. پس از این که نمونه آماده شد، آن را با استفاده از اولترامیکروتوم با چاقویی از جنس الماس برش داده و به قطعات بسیار نازکی تقسیم نموده، قطعـات را روی صفحـات نگهدارندهای از جنس مس که به شبکه۱۲۵ معروف است قـرار میدهند. قبل از قرار دادن نمونه روی صفحه ی شبکه ای آن را با یک لایه ی محافظتکننده از جنس فرموار۱۲۶ یا نیترو سلولز۱۲۷ به ضخامت ۵۰-۲۰ نانومتر میپوشانند. این مواد باید از پائینترین توان برای پراکندگی الکترون برخوردار باشند.
مشاهده نانو ساختار و توزیع ذرات نانو لوله های کربنی در ماتریس پلیمری با استفاده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری با نام Philips مدل CM200 و با ولتاژ ۱۵۰ کیلو ولت ساخت کشور هلند صورت گرفت. قبل از انجام این آزمون، توسط دستگاه اولترامیکروتوم با نام تجاری Leica-EM UC7 (ساخت امریکا) نمونه ها به ضخامت ۲۰ نانومتر در دمای C? 80- برش داده شدند.
آزمون گرما وزن‌سنجی۱۲۸
تجزیه گرما وزن‌سنجی برای اندازه‏گیری تغییرات جرم نمونه بعنوان تابعی از دما به کار می‏رود. اندازه‏گیری پیوسته افت وزنی در اثر تجزیه یا از دست دادن آب و افزایش وزن به دلیل جذب یا اکسید شدن با استفاده از این دستگاه انجام می‏شود. بنابراین آزمون تجزیه گرما وزن‌سنجی تغییرات وزن ماده را به صورت کمّی اندازه‏گیری می‏کند.
تغییرات وزن نمونه‌های نانوکامپوزیتی با استفاده از دستگاه Polymer Laboratories TGA ساخت کشور انگلستان اندازه‌گیری شد. تمام نانو کامپوزیت های پلیمری با سرعت حرارت دهی ?C/min10 از دمای محیط تا ?۶۰۰ تحت محیط نیتروژن موردآزمون قرار گرفتند. تعدادی از نمونه ها نیز در محیط اکسیژن مطالعه شدند. فرآیند تخریب هم دمای تمامی نمونه ها نیز در ?۴۲۰ مورد بررسی قرار گرفت.
آزمون تحلیل گرمایی مکانیکی
از این آزمون به منظور بررسی ضریب انبساط حرارتی و تغییرات طول نمونه با افزایش دما استفاده می شود. محاسبه ضریب انبساط حرارتی و تغییرات طول نمونه ها با افزایش دما با استفاده از دستگاه PL-TMAساخت شرکت Polymer Laboratory کشور انگلستان انجام شد. سرعت حرارت دهی ??min 3 در نظر گرفته شد و تغییرات طول نمونه ها و ضریب انبساط حرارتی نمونه ها ثبت گردید.
آزمون رئولوژی
آزمون رئولوژی جهت بررسی رفتار جریانپذیری و سیالیت نمونهها با استفاده از دستگاه رئومتر RMS با نام تجاری MCR300 ساخت شرکت Paar Physica انجام گرفت. این آزمون با استفاده از روش صفحات موازی به قطر ۲۵ میلی متر و فاصله بین صفحات ۱ میلی متر، تحت شرایط دمایی C?100 و اتمسفر ازت انجام شد. برای این امر، ابتدا به منظور تعیین کرنش ناحیه خطی، آزمون روبش کرنش۱۲۹ در فرکانس rad/s1 و دامنه کرنش ۱۰۰-۰۱/۰ % صورت گرفت. مقدار مطلوب برای کرنش در ناحیه ویسکوالاستیک خطی برای تمام نمونهها ۵/۰% به دست آمد. سپس با توجه به این که حالت پراکنش نانو لوله های کربنی در ماتریس ممکن است به علت بیثباتی مورفولوژی فازهای پلیمری در طول انجام آزمون تغییر کند، آزمون روبش زمان۱۳۰ در کرنش۵/۰% و در همان فرکانس rad/s1 به مدت ۲ ساعت انجام شد تا از حالت تعادل نمونهها در هنگام انجام آزمایشات اطمینان حاصل شود. در نهایت نیز آزمون روبش فرکانس در حالت برش نوسانی۱۳۱ در محدوده فرکانسی rad/s 100-01/0 در کرنش ۵/۰% انجام شد. در ضمن زمان پیش حرارت دهی نمونهها نیز ۱ دقیقه درنظر گرفته شد.
آزمون ثابت دی الکتریک
آزمون ثابت دی الکتریک با استفاده از دستگاه CEAST مدل ۶۱۳۶، ساخت کشور ایتالیا و مطابق با استاندارد ASTM D150 انجام شد. آزمون در دمای محیط، فرکانس ۶۰ هرتز و ولتاژ ۲۲۰ ولت انجام گرفت. ضخامت نمونه ها در نقاط مختلف نباید اختلافی بیش از ۱۰% داشته باشند. در این آزمون نمونه به گونه ای در مدار قرار می گیرد که نقش خازن را ایفا کند. دو مقاومت R1 و R2 یک خازن قابل کنترل نیز در جریان قرار دارند. مقادیر مقاومت مربوط به مقاومت ها و ظرفیت خازن قابل کنترل آن قدر تغییر داده می شوند تا مقدار جریان عبوری از بخش معینی از مدار به صفر میل کند. با استفاده از مقادیر مربوط به مقاومت ها و ظرفیت خازن و با استفاده از رابطه های ۲-۳ و ۳-۳ ، مقدار ثابت دی الکتریک محاسبه می شود.
(‏۳-۲) C_x=(100R_1)?(R_2 (pF) )
(‏۳-۳) ?_r=144 C_x .d?D^2 .?10?^5
آزمون مقاومت الکتریکی سطحی و حجمی
آزمون مقاومت الکتریکی سطحی و مقاومت الکتریکی حجمی با استفاده از دستگاه DAVENPORT و مطابق با استاندارد ASTM D 257 انجام شد. این دستگاه دارای الکترود های هم مرکز بوده و مقاومت الکتریکی سطحی و حجمی پلاستیک ها ولاستیک ها را اندازه گیری می کند. برای این منظور، ولتاژی مشخص بین دو الکترود واقع بر دو سطح و یا دو وجه مقابل یک ورق پلیمری برقرار شده و جریان به وجود آمده در ماده اندازه گیری می شود.

این مطلب مشابه را هم بخوانید :   پایان نامه جدید : پایان نامه ارشد رایگان درمورددلالی، حسن و قبح، حکمت خداوند، استنباط حکم- پایان تامه ایران داک

فصل چهارم
نتایج و بحث

متن کامل در سایت    40y.ir

در این فصل به تشریح آزمونها، آنالیز نتایج به دست آمده و تجزیه و تحلیل آنها پرداخته میشود.
خواص مکانیکی
منحنی تنش-کرنش برای تمامی نمونه ها در شکل ‏۴-۱ نشان داده شده است. در همه ترکیبات با افزایش کرنش، تنش به صورت تدریجی افزایش مییابد که به دلیل جهتیافتگی بخشهای سخت بلور موجود در پلی اتیلن- اکتن در جهت تنش به کار رفته و اثر تقویت کنندگی و جهت یافتگی ناشی از حضور نانو لوله های کربنی میباشد. منحنی تنش- کرنش نانوکامپوزیتها در مقایسه با پلی اتیلن- اکتن خالص بیان گر این موضوع است که این ترکیبات از کرنش شکست، تنش شکست و مدول بیشتری برخوردارند. ذکر این نکته نیز ضروری است که نمونه EC2 دارای کرنش شکست کمتری نسبت به نمونه خالص است و دلیل آن وجود خوشه های شکل گرفته از نانو لوله های کربنی و عدم پخش خوب آن ها می باشد. همچنین با توجه به شکل ‏۴-۱ میتوان گفت که شیب ناحیه انتهایی نمودار ها با افزایش مقدار نانو لوله های کربنی افزایش یافته است که دلیل آن ممانعت بیشتر در برابر تغییر شکل نمونه ها است. در شکل ‏۴-۲ منحنی های تنش کرنش نمونه خالص و نانو کامپوزیت های تهیه شده از روش مذاب و محلولی آورده شده است. در نمودار تنش- کرنش نمونه ETC1 دیده می شود که خواص مکانیکی نسبت به نمونه EOC کاهش یافته، به عبارتی با شست و شوی نانو لوله های کربنی گروه های قطبی روی این نانو ذرات قرار گرفته اند که حضور این گروه ها سبب ایجاد خوشه هایی از نانو لوله های کربنی درون ماتریس پلیمری شده است. در نمودار تنش- کرنش مربوط به نانو کامپوزیت ESC1 دیده می شود که خواص مکانیکی بهبود یافته است. این بهبود حتی نسبت به نمونه EC1 هم بیشتر بوده است. دلیل این موضوع می تواند مربوط به پخش بهتر و یکنواخت تر نانو ذرات با استفاده از روش محلولی باشد.

شکل ‏۴-۱: منحنی های تنش- کرنش برای پلی اتیلن- اکتن خالص و نانو کامپوزیت ها.

شکل ‏۴-۲: منحنی های تنش کرنش برای پلی اتیلن- اکتن خالص و نانو کامپوزیت های حاوی ۱% وزنی از نانو لوله های کربنی.
برای تمامی نمونهها تغییرات خواص مکانیکی شامل کرنش شکست، تنش شکست، مدول یانگ، تنش تسلیم و انرژی شکست به همراه روابطی برای پیش گویی مدول و تنش شکست نانو کامپوزیت ها در شکل های ۴-۳ تا ۴-۱۵ نشان داده شده است. مقادیر عددی به دست آمده نیز در جدول ‏۴-۱ آورده شده است.
در شکل ‏۴-۳ تغییرات مدول یانگ نانوکامپوزیتها که از تعیین شیب ناحیه خطی منحنی تنش- کرنش در کرنشهای پائین به دست میآید، به صورت تابعی از مقدار نانو لوله های کربنی مشاهده میشود. مقدار مدول نانو کامپوزیت ها نسبت به نمونه خالص تا مقدار ۱% وزنی از نانو لوله های کربنی، افزایش یافته است. این افزایش دلایل متعددی دارد که از جمله آن ها می توان به وجود ذرات سخت نانو لوله های کربنی که از تحرک زنجیرها جلوگیری کرده و مانع تغییر شکل آن ها می شود [۶۵]، پخش خوب و یکنواخت نانو لوله های کربنی [۶۶]، بر همکنش های واندروالسی نسبتا قوی بین پلی اتیلن- اکتن و نانو لوله های کربنی [۶۷] و نسبت مساحت سطح به حجم بالای نانو لوله های کربنی [۶۸] اشاره کرد. در نمونه EC2 به دلیل وجود خوشه های متعدد اثر تقویت کنندگی کاهش یافته است. ولی میزان مدول نمونه EC2 با وجود خوشه های شکل گرفته، از نمونه خالص بیش تر است. این موضوع می تواند به سفتی نانو لوله های کربنی و اثر تقویت کنندگی آن ها نسبت داده شود. نمونه ETC1 نیز به دلیل ایجاد خوشه های شکل گرفته ناشی از شست و شوی نانو لوله های کربنی با اسید، نسبت به نمونهEC1 دارای مدول کمتری است. از طرفی نمونه ESC1 نیز دارای مدول کمتری نسبت به نمونه EC1 است. دلیل این موضوع می تواند به وجود میزان بسیار کمی از حلال که در داخل نانو لوله های کربنی به دام افتاده و به صورت نرم کننده عمل کرده نسبت داده شود.
با توجه به آن که از رابطه ی هالپین- سای۱۳۲ به منظور ارزیابی و پیش بینی مدول کامپوزیت های شامل الیاف استفاده می شود [۶۹]، در ادامه چگونگی کاربرد رابطه ذکر شده در نانو کامپوزیت های تهیه شده از روش مذاب، مورد بررسی قرار گرفته است.
(‏۴-۱)

دیدگاهتان را بنویسید